Космический корабль НАСА OSIRIS-REx направляется к Земле с образцом астероида
После почти пяти лет пребывания в космосе космический аппарат НАСА «Происхождение, спектральная интерпретация, идентификация ресурсов, безопасность», Regolith Explorer (OSIRIS-REx) возвращается на Землю с обилием камней и пыли с околоземного астероида Бенну.
В понедельник, 10 мая, в 16:23 по восточному поясному времени космический корабль запустил свои главные двигатели на полную мощность на семь минут — это самый значительный маневр с момента прибытия к Бенну в 2018 году. Этот ожог отбросил космический корабль от астероида со скоростью 600 миль в час (почти 1000 километров в час), что означает 2,5-летний круиз к Земле, пишет nasa.gov.
После выпуска капсулы с образцом OSIRIS-REx завершит свою основную миссию. Он запустит свои двигатели, чтобы безопасно облететь Землю, переведя его на траекторию, чтобы облететь Солнце внутри орбиты Венеры.
После двойного оборота вокруг Солнца космический корабль OSIRIS-REx должен достичь Земли 24 сентября 2023 года. По возвращении капсула, содержащая части Бенну, отделится от остальной части космического корабля и войдет в атмосферу Земли. Капсула будет десантироваться с парашютом на испытательный и тренировочный полигон Юты в Западной пустыне Юты, где ученые будут ждать, чтобы ее забрать.
«Многие достижения OSIRIS-REx продемонстрировали смелость и новаторский подход, в котором исследования разворачиваются в реальном времени», — сказал Томас Зурбухен, младший администратор по науке в штаб-квартире НАСА. «Команда приняла вызов, и теперь у нас есть исконная часть нашей солнечной системы, возвращающаяся на Землю, где многие поколения исследователей могут раскрыть ее секреты».
Чтобы реализовать многолетний план миссии, дюжина инженеров-судоводителей произвела расчеты и написала компьютерный код, чтобы указать космическому кораблю, когда и как оттолкнуться от Бенну. После отбытия с Бенну следующая важная цель команды — благополучная доставка образца на Землю. Это включает в себя планирование будущих маневров, чтобы космический корабль оставался на курсе на протяжении всего пути.
«Все наши мысли были такими:« Где мы находимся в космосе относительно Бенну? »- сказал Майк Моро, заместитель руководителя проекта OSIRIS-REx в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Теперь наше мышление изменилось на« Где находится космический корабль по отношению к Земле? »»
Навигационные камеры , которые помогли сориентировать корабль по отношению к Бенна выключила 9 апреля, после привязки их последних изображений астероида. С Бенну в зеркале заднего вида инженеры используют глобальную космическую сеть космических аппаратов НАСА, чтобы управлять OSIRIS-REx, посылая ему радиосигналы. Измеряя частоту волн, возвращаемых транспондером космического корабля, инженеры могут определить, насколько быстро движется OSIRIS-REx. Инженеры измеряют, сколько времени требуется радиосигналам, чтобы добраться от космического корабля до Земли, чтобы определить его местоположение.
Превосходя ожидания миссии
Дата вылета 10 мая была точно рассчитана на основе выравнивания Бенну с Землей. Цель обратного маневра — доставить космический корабль на расстояние примерно 6000 миль (примерно 10000 километров) от Земли в сентябре 2023 года. Хотя у OSIRIS-REx все еще остается много топлива, команда пытается сохранить как можно больше для потенциального расширенная миссия на другой астероид после возвращения капсулы с образцом на Землю. Этим летом команда изучит возможность такой миссии.
Курс космического корабля будет определяться в основном гравитацией Солнца, но инженерам иногда придется вносить небольшие корректировки в курс из-за сгорания двигателя.
«Нам необходимо делать регулярные корректировки, чтобы приближать траекторию к атмосфере Земли для выпуска пробы, и учитывать небольшие ошибки, которые могли накопиться с момента последнего сжигания», — сказал Питер Антреасиан, руководитель службы навигации OSIRIS-REx в KinetX Aerospace. который базируется в Сими-Вэлли, Калифорния.
Команда проведет корректировку курса за несколько недель до возвращения на Землю, чтобы точно определить местоположение и угол выброса капсулы с образцом в атмосферу Земли. Слишком низкое падение может привести к тому, что капсула вылетит из атмосферы, как галька, скатывающаяся с озера; слишком высоко, и капсула может сгореть из-за трения и тепла из атмосферы. Если OSIRIS-REx не сможет освободить капсулу, у команды есть запасной план, чтобы отвести ее от Земли и повторить попытку в 2025 году.
«В команде много эмоций по поводу отъезда», — сказал Моро. «Я думаю, что у всех есть чувство выполненного долга, потому что мы столкнулись со всеми этими грандиозными задачами и смогли выполнить все поставленные перед нами задачи. Но есть также некоторая ностальгия и разочарование по поводу того, что эта часть миссии подходит к концу ».
OSIRIS-REx превзошел многие ожидания. Совсем недавно, в разгар глобальной пандемии, команда безупречно выполнила самую важную операцию миссии, собрав более 2 унций (60 граммов) почвы с поверхности Бенну.
В преддверии сбора образцов команда была в напряжении. Например, через неделю после того, как космический корабль вышел на свою первую орбиту вокруг Бенну , 31 декабря 2018 года, команда осознала, что астероид выбрасывает в космос небольшие кусочки камня.
«Нам пришлось потрудиться, чтобы убедиться, что мелкие частицы, выбрасываемые с поверхности, не представляют опасности для космического корабля», — сказал Моро.
По прибытии на астероид члены команды также были удивлены, обнаружив, что Бенну усеян валунами .
«У нас действительно была идея, что мы прибыли на астероид с открытой недвижимостью», — сказала Хизер Энос , заместитель главного исследователя OSIRIS-REx из Университета Аризоны в Тусоне. «Реальность была большим шоком».
Чтобы преодолеть чрезвычайную и неожиданную неровность поверхности Бенну, инженерам пришлось быстро разработать более точную технику навигации для нацеливания на участки меньшего, чем ожидалось, для сбора образцов.
Миссия OSIRIS-REx сыграла важную роль как в подтверждении, так и в опровержении нескольких научных открытий. Среди подтвержденных была методика, в которой использовались наблюдения с Земли, чтобы предсказать, что минералы на астероиде будут богаты углеродом и покажут признаки древней воды . Одно открытие, которое оказалось безуспешным, заключалось в том, что Бенну будет иметь гладкую поверхность, что предсказали ученые, измерив количество тепла, излучаемого с его поверхности.
Ученые будут использовать информацию, полученную от Бенну, для уточнения теоретических моделей и улучшения прогнозов на будущее.
«Эта миссия подчеркивает, почему мы должны заниматься наукой и исследованиями разными способами — как с Земли, так и с близкого расстояния в космосе — потому что предположения и модели — это всего лишь предположения», — сказал Энос.
Годдард обеспечивает общее управление миссией, системную инженерию, а также безопасность и обеспечение выполнения миссии OSIRIS-REx. Данте Лауретта из Университета Аризоны, Тусон, является главным исследователем. Университет возглавляет научную группу и миссию по планированию научных наблюдений и обработке данных. Компания Lockheed Martin Space в Литтлтоне, штат Колорадо, построила космический корабль и обеспечивает выполнение полетов. Годдард и KinetX Aerospace отвечают за навигацию космического корабля OSIRIS-REx. OSIRIS-REx — это третья миссия в программе NASA New Frontiers Program, управляемая Центром космических полетов NASA им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научных миссий в Вашингтоне.
